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Degradation Primärbatterie
(3 Leser) Gena, Timico, (1) Besucher
Technische Fragen und Diskussionen rund um das Thema Hochvolt-/Traktions-Batterie und Batterietechnik allgemein.
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THEMA: Degradation Primärbatterie
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#272412
Degradation Primärbatterie 24.12.2014 19:18 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Ich habe mir nun endlich mal ein ODB Adapter gekauft und damit etwas die Motorwerte angesehen. Hätte ich schon früher tun sollen.
Mein P2 hat nun 8 Jahre und über 120'000 km auf dem Buckel. Ausserdem wohne ich 500 Höhenmeter über Tal und fahre jeden Tag mindestens einmal runter und wieder hoch. Das heisst die Batterie wird jeden Tag einmal bis an den Anschlag geladen und beim hochfahren wieder entladen. (Das mache ich aus Gewohnheit mit dem EV Modus auf den letzten Metern um dann beim runterzufahren möglichst viel wieder reinzukriegen). Die Batterie hat über die letzten zwei Jahre massiv abgegeben, die Garage meinte das sei normal. In der Tat kann ich mit einer kleineren Batteriekapazität sogar kleinere Verbräuche realisieren. Ich hab nur etwas Angst, dass es so weiter geht und die Batterie das Zeitliche segnet.
Nun hab ich mir mal die Mühe gemacht und eine Ladung möglichst reproduzierbar zu messen. Das heisst wenn die Batterie möglichst leer ist (Leerlaufspannung ca. 200 Volt), der Wagen kalt, am Strassenrand zu stehen und in P die Batterie laden lassen. Die eingeschaltete Heizung verhindert, dass der ICE vorzeitig stehen bleibt.
Die Kurve hab ich dann ausgewertet und bin auf eine geladene Kapazität von ca. 0.7 Ah gekommen.
(ca. 2 Minuten Ladung mit ca. 20 Ampere, Spannung stieg von 200V auf ca. 255V)
Hat jemand Erfahrung damit? Wie hoch ist die nutzbare Kapazität im Neuzustand?

Im Anhang noch das Chart der ganzen Fahrt nach Hause. Zwischen 16:51 und 15:53 fand das "Laden" statt, die zweite Hälfte der Zeit ist die Bergstrecke und ganz am Schluss noch das Entladen via EV Knopf.
wolfijenne
Beiträge: 43
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Letzte Änderung: 24.12.2014 19:39 von wolfijenne.
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#272427
Aw: Degradation Primärbatterie 24.12.2014 22:45 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo Wolfijenne,

die Batterie hat im Neuzustand 1,3 kWh bei 201,6 V:

www.priuswiki.de/index.php?title=Hybrid-Batterie#Prius_II

Das macht 1300 Wh / 201,6 V = 6,45 Ah.
Davon benutzt der Prius 41% (40 - 81%):
priusforum.de/portal/index.php?option=co...imitstart=105#272088

In Summe beträgt also die genutzte Ladungskapazität bei einer neuen Batterie 6,45 Ah * 0,41 = 2,64 Ah.

Mit deinen 0,7 Ah hättest du somit nur noch 26,5%, also ein gutes Viertel, übrig.
Allerdings bezweifle ich, dass die Batterie zu Beginn des Ladevorgangs ganz auf 40% runter war und dass sie im Stand vollgeladen wurde (iirc hört der Prius auf, bei Standgas zu laden, wenn die Batterie grün anzeigt).

EDIT: öh Moment, da hab ich das Diagramm falsch gelesen.
fkr
Beiträge: 198
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Letzte Änderung: 24.12.2014 22:47 von fkr.
Fahrrad statt Prius
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#272431
Aw: Degradation Primärbatterie 24.12.2014 23:11 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo fkr,

danke für die Info. So was hatte ich befürchtet. Würde mich interessieren ob andere mit ähnlichen Batterien rumfahren.

Der SOC Wert zeigt übrigens nur noch Mist an. Nach dem der Wert ja nicht gemessen werden kann, wird da intern wohl einiges herumgerechnet, und vermutlich auch auf die original Kapazität bezogen.
Ich kann bei meinem Teil Locker diese Zustände haben:
EV Modus
SOC: 65%
Balken: Grün
Spannung 180 Volt (da wird dann abgeregelt).

Oder:
SOC: 0%
Balken: 1
Batterie schon fast voll bei 250-260Volt
(Abwärtsfahren)

nach einer kurzen Weile:
SOC: 60%
Balken: 1
ICE heult auf um zu bremsen und arbeitet gegen den E-Motor (Batterie wird mit 20A belastet um von der hohen Spannung runter zu kommen).

kurze Zeit Später
SOC 67%
Balken: 6-8, je nach Wetter
...

Der SOC Wert reagiert erst spät, wenn die Spannung am Anschlag ist (oben oder unten), und noch viel später reagiert die Balkenanzeige. Ob die Batterie voll ist oder leer kann man leider überhaupt nicht mehr an der Fahrzeuganzeige ablesen.

Gruss, Wolfgang
wolfijenne
Beiträge: 43
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#272432
Aw: Degradation Primärbatterie 24.12.2014 23:24 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo Wolfgang,

ich würde mich auf die OBD Werte nicht verlassen. Wirklich verläßliche Werte bekommst du nur beim Durchmessen jeder einzelnen Zelle.
Generell würde ich dir davon abraten die EV Taste in der Art zu nutzen. Damit zwingst du die Batterie relegmäßig in ungünstige Bereiche zu gehen was den Verschleiß erhöht. Sie geht dadurch häufiger von Min auf Max als es sein müsste. Das System strebt nicht umsonst stets einen mittleren Ladezustand an.

Wenn du Angst vor dem Ableben der Batterie hast, schließe die Batteriegarantieerweiterung ab.
Frufus
Beiträge: 4379
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#272439
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 08:54 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo Frufus,

nun ja, die ODB Werte sind wohl besser als die Marketing gefilterten Werte auf den Autodisplays
Ich hab natürlich auch die 14 Spannungen der Zellenblocks angesehen. Diese sind sehr schön nahe beinander (Abweichungen +/- 0.2 Volt), ein Hinweis darauf, dass die Zellen ok sind. Nur bei leerer Batterie (Leerlaufspannung ca. 200Volt) fangen sie an davonzulaufen (Abweichungen +/- 0.8 volt). Ein Hinweis darauf, dass Toyota den Bakterienschutz im Griff hat.

Das mit dem Batterieleerfahren sehe ich allerdings nicht so schlimm, da es der P2 ja sowieso jeden Tag ein bis zwei mal von selbst ziemlich effizient tut.

Eine Garantieerweiterung für die Primärbatterie? Hab ich noch nie gehört, muss ich mal fragen. Allerdings hab ich meine Zweifel, dass die viel nützt wenn ich das bisherige Verhalten von Toyota in meinen Garantiefällen anschaue.

Gruss, Wolfgang
wolfijenne
Beiträge: 43
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#272440
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 09:00 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Diese Versicherung umfasst ausschließlich die Traktionsbatterie, keine weiteren Fahrzeugkomponenten. Sie kann für jeweils 1 Jahr / 15.000 km abgeschlossen werden. Hier findest Du alle Informationen:

- www.priusfreunde.de/portal/index.php?opt...tid=50&id=242271

Grüße, Egon
Egon
Admin
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#272443
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 11:00 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Müsste sich eine Degradation der Traktionsbatterie nicht unweigerlich durch einen entsprechend steigenden Durchschnittsverbrauch bemerkbar machen?

Wenn die Kapazität der Batterie nachlässt, kann logischerweise nicht mehr soviel im E-Modus gefahren werden ...
gshybrid
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#272445
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 11:37 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo,

mit Deinem übertriebenem Bemühen den EV Modus zu nutzen, hast Du das schnellstmögliche Altern des Akkus erreicht. Ich kann jedem nur raten, nie zu bemühen im EV Betrieb zu fahren, das ist recht kostspielig wegen der reduzierten Akkulebensdauer und bringt nur minimale Benzinersparniss.

Gruß Ernst
eschmidb
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#272446
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 11:42 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo gshybrid,

nein, das Gegenteil ist der Fall. Die Spriteinsparung erfolgt primär durch das ausgeschaltet sein des ICE.
Das Fahren ab Batterie im EV Modus ist mit Verlusten verbunden:
- Generatorwirkungsgrad
- Ladewirkungsgrad
- Entladewirkungsgrad (je höher der Strom desto mehr wird geheizt)
- E-Motor Wirkungsgrad.
Das Laden der Batterie erfolgt hauptsächlich über den ICE.

Da bei kleinerer Kapazität weniger von diesen Verlusten anfallen, kann auch der Verbrauch sinken.

Daher ist es schon am besten, wenn der ICE für den Antrieb benutzt wird und nicht der E-Modus. Allerdings ist es im normalen Verkehr auch nicht immer notwendig, da das Fahrzeug sehr oft rollt und dann eben der ICE nicht laufen muss.
Am sparsamsten bin ich bis jetzt gefahren wenn mit eher niedriger ICE Drehzahl auf 55 kmh beschleunigt wird und dann auf 45 kmh ausrollen lassen.

Gruss, Wolfgang
wolfijenne
Beiträge: 43
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#272447
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 11:53 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo Ernst,

da hast Du was falsch verstanden. Ich versuche den E-Modus nicht zu benutzen, im Gegenteil, ich versuche ihn zu vermeiden.
Ich benutze ihn nur einmal pro Tag aktiv um die Batterie leerzufahren, damit am nächsten Tag möglichst viel Kapazität für die Rekuperation Bergab zu Verfügung steht.
Allerdings macht es jetzt bei der kleinen Restkapazität nicht mehr so viel Sinn wie früher.

Aber ganz egal was ich mache, der Wagen entlädt die Batterie im normalen Betrieb (in der Aufwärmehase) sowieso 1-2 mal pro Tag.

Gruss, Wolfgang
wolfijenne
Beiträge: 43
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#272448
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 12:09 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo Wolfgang,

der Akku ist dann bis zum nächsten Tag fast leer? Das wird sicherlich nicht so gut sein, vor allem wenn die Temperatur niedrig ist. Ich stelle den Prius möglichst mit fast vollem Akku ab und kann dann früh leise aus dem Wohngebiet schleichen . Auf der Fahrt wird er dann gleich wieder geladen.

Frohe Weihnachten!

Tilo
Tilo
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Letzte Änderung: 25.12.2014 12:10 von Tilo.
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#272455
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 13:22 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Was bedeutet denn 'möglichst leer' und auf welchen SOC Wert wurde die Batterie geladen? Ich bezweifle, dass die Batterie anfangs wirklich ganz leer (SOC 40%) und am Ende ganz voll war (SOC 80%). Könnte es nicht auch der halbe Bereich gewesen sein, z.B. 45-65%?
gerbre
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#272456
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 13:50 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Hallo Gerbre,

wie ich oben schon sagte, der SOC Wert sagt rein gar nichts. In diesem Fall waren es 20%. Hätte ich noch etwa 2 Minuten am Strassenrand in N ohne Licht und andere Verbraucher gewartet, wären es 0% geworden, was ich jeden Tag sehen kann. Auf dem Display geht der Balken aber nie unter 1 roter.
Die Spannung viel bisher aber nie unter 200 Volt im Leerlauf, was ziemlich nahe an der Nennspannung ist glaube ich.
Geladen wurde von 200 Volt auf 245 Volt (immer Leerlaufspannung), SOC Werte von 80 sehe ich extrem selten, vielleicht mal 77.

@Tilo: Nun, der Wagen steht in der Garage und die Spannung fällt nie unter 200 Volt, meistens 204-206 Volt am Morgen. Ich bin mal 6 Jahre lang Twike gefahren, da war der Akku (NiCd damals) jede Nacht fast ganz leer, da ich immer im Tal geladen habe. Mit diesem Fahrzeug hatte ich bessere Batterielebensdauer als die meisten anderen Piloten.

Gruss, Wolfgang
wolfijenne
Beiträge: 43
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#272462
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 19:29 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
Ich finde die Idee nachvollziehbar, die Batterie mit EV so weit wie möglich zu leeren, bevor es lange abwärts geht. Erzwungener EV-Modus geht ja auch nur bis 45 % SOC runter (wenn der SOC noch korrekt berechnet wird). Ein zu niedriger SOC sollte also nicht die Ursache eines eventuellen Verschleißes sein. Die hohen Ströme, die im erzwungenen EV-Modus fließen können (ca. 50-100A ^= 7-15C) würden mir auf Dauer eher ein wenig Sorgen machen. Sage ich mir als ehemaliger RC-Modellbauer. Daten zum Prius habe ich da keine.

Zum Verhalten der Batterie von wolfijenne: Die Skala links im Diagramm sind also Batteriestrom in Ampere (blau) und SOC in % (rot)?

SOC unter 30-35 % kommt mir nicht normal vor. SOC 77 % statt 80 % könnte ich mir noch vorstellen: Nach meiner begrenzten Erfahrung muss man den Akku etwas schonend (langsam) laden um auf ganz hohe SOC zu kommen (z. B. frühzeitig B-Modus aktivieren, bevor der ICE gezwungenermaßen anspringt).

wolfijenne schreibt:
Ich hab natürlich auch die 14 Spannungen der Zellenblocks angesehen. Diese sind sehr schön nahe beinander (Abweichungen +/- 0.2 Volt), ein Hinweis darauf, dass die Zellen ok sind. Nur bei leerer Batterie (Leerlaufspannung ca. 200Volt) fangen sie an davonzulaufen (Abweichungen +/- 0.8 volt).Merkwürdig, dass die Spannungen der Zellenblöcke so dicht zusammen sind, der SOC aber so spinnt. Ohne zuverlässigen SOC kann man die 0,7 Ah schwer beurteilen. Gute Frage was ich machen würde. Die Optionen sind:
  • Alle 14 Spannungen und die 3 Batterietemperaturen während der Bergfahrt aufzeichnen
  • Weiterfahren bis eindeutig ein Zellenblock defekt ist und diesen dann tauschen
  • Batterie zerlegen und die nutzbare Kapazität der Zellenblöcke messen (laden/entladen)
  • Ist schon mal das Steuergerät für die Batterie, das den SOC berechnet, ausgefallen? Könnte das spinnen?
Ergänzung: Könnte bei den Zellenblöcken, die um 0,8 V nach unten abweichen, evtl. eine einzelne Zelle eine niedrigere Kapazität haben, so dass diese früher entladen ist und die Spannung dieser einen Zelle (1,2 V Nennspannung pro Zelle) einbricht?
proprius
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Letzte Änderung: 25.12.2014 19:37 von proprius.
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#272465
Aw: Degradation Primärbatterie 25.12.2014 19:41 - vor 9 Jahren, 4 Monaten  
wolfijenne schrieb:
Hallo gshybrid,

nein, das Gegenteil ist der Fall. Die Spriteinsparung erfolgt primär durch das ausgeschaltet sein des ICE.
Das Fahren ab Batterie im EV Modus ist mit Verlusten verbunden:
- Generatorwirkungsgrad
- Ladewirkungsgrad
- Entladewirkungsgrad (je höher der Strom desto mehr wird geheizt)
- E-Motor Wirkungsgrad.
Das Laden der Batterie erfolgt hauptsächlich über den ICE.

Da bei kleinerer Kapazität weniger von diesen Verlusten anfallen, kann auch der Verbrauch sinken.

Daher ist es schon am besten, wenn der ICE für den Antrieb benutzt wird und nicht der E-Modus. Allerdings ist es im normalen Verkehr auch nicht immer notwendig, da das Fahrzeug sehr oft rollt und dann eben der ICE nicht laufen muss.
Am sparsamsten bin ich bis jetzt gefahren wenn mit eher niedriger ICE Drehzahl auf 55 kmh beschleunigt wird und dann auf 45 kmh ausrollen lassen.

Gruss, Wolfgang


Also das stimmt meiner Meinung nach sicher nicht. Holger hat da schon recht: Eine geringere Kapazität als die im Neuzustand hat sicher einen höheren Verbrauch zur Folge. Und die Begründung hast du selbst geliefert:
Die Spritersparnis erfolgt durch das Ausgeschaltetsein des ICE. Je geringer die Kapazität, desto kürzer diese Phasen. Allerdings soll erwähnt sein, dass eine zu große Kapazität keinen Sinn im HV-Modus macht, da - um sie mehr zu laden - der ICE länger laufen müsste als es bei "normalem" Fahren nötig wäre, die Phasen des Abschaltens wären wieder kürzer.
Es hat durchaus Sinn gemacht, die benutzbare Kapazität mit 40% der maximalen zu wählen.

Weiters: Auch Ernst hat recht: Die Anzahl der Ladezyklen eines Akkus - egal welcher Bauart ist begrenzt. Wenn du Du hast mehr Zyklen verbraucht mit deiner Fahrweise und so ist der Akku schneller gar, so einfach ist das. Würdest du deine EV-Spielchen nicht spielen (was den Verbrauch übrigens senken würde) dann hättest du weniger relativen Zyklenanteil pro Tag verwendet.

Das mit der Batteriespannung: Ich glaube nicht, dass der Akku irgendwann 250V messbare Spannung aufweist. Dann müsste an einer Zelle schon mindestens 1,49 Volt anliegen. Das tut es bei einer NiMH
sicher nicht (ich seh nicht was du für ein FZ hast). Das was du da engezeigt bekommst ist die Spannung vom Inverter (denk ich halt, das kann ZB Florian, Kurzer oder Tobi sicher besser erklären).

Deine Messungen mit SOC und Spannung: Es ist klar, wenn du bergab fährst und ladest, hast du die maximale Spannung, wenn du bergauf und EV fährst die minimale, weil da die Batterie belastet wird und an einer belasteten Batterie einfach die Spannung abfällt.
professore
Beiträge: 809
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Gruß
Markus
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Bis 2018: Sharan 7N:
Bis 2020: Porsche Cayenne e-hybrid 9YA:

Ab 2020: Tesla Model S75D:
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Moderation: JoAHa, KSR1, Timico, Shar